Martinlaakson voimalaitoksen loistehon säädön muutostyö

Abstract

Työn tarkoituksena oli tutkia Martinlaakson voimalaitoksen generaattoreiden jännitteensäätöä ja loistehon säädön automatisointia. Tarve työlle syntyi voimalaitoksen uuden loistehoikkunan myötä, jonka verkkoyhtiö Vantaan Energia Sähköverkot Oy määritteli. Työtilauksen työstä teki vuoropäällikkö Heikki Kohtala. Aihetta tarkasteltaessa huomattiin sen laajuus. Asiassa tultiin siihen tulokseen, että aihe soveltuu insinöörityöksi.

Työ keskittyy umpinapaisiin tahtigeneraattoreihin, niiden magnetointiin, jännitteensäätöön ja uuden loistehon säädön toteutukseen. Aluksi keskitytään loistehoon, generaattoreiden ominaisuuksiin ja sen jälkeen jännitteensäätöön. Lopussa tarkastellaan voimalaitoksen generaattoreiden loistehon säädön automatisointia.

Kantaverkkoyhtiö Fingrid Oy määrittää VJV2013-ohjeissa voimalaitoksen järjestelmätekniset tiedot, joihin isona osana kuuluu jännitteensäätö ja loistehokapasiteetti. Näiden määräyksien perusteella voimalaitos tukee verkon toimintaa eikä heikennä sitä. Loistehon säädön tärkeimmäksi asiaksi huomattiin, ettei se saa sotkea jännitteensäätöä verkkohäiriön aikana.

Loistehon säädön automatisointiin löydettiin monia eri ratkaisutapoja, joista valittiin yksi toteutettavaksi. Säädöksi valikoitui pulssiohjaus. Kyseisellä tavalla loistehon ohjearvoa säädettiin jo nykyisellä säädöllä. Valmet-automaatiojärjestelmään rakennettiin piiri, joka vertasi aseteltua ohjearvoa mitattuun nettoloistehoon ja sääti sen mukaan magnetointia. Kyseinen piiri rakennettiin ja koestettiin yhdellä generaattorilla. Toimivuuden toteamisen jälkeen se asennettiin myös kahdelle muulle generaattorille.

This Bachelor’s thesis was made for Vantaan Energia Oy, Martinlaakso power plant in Vantaa. The main objective of this thesis was to examine machines with cylindrical rotor, excitations, voltage regulation and produce an automation system for reactive power control. New reactive power control would allow the plant to keep reactive power production and consumption under certain demands.

Martinlaakso power plant network operator instructed a new reactive power window. The new window demanded the plant to keep reactive power consumption and production under the window’s demands. Earlier the plants operator had to adjust reactive power by hand, but with new automatic reactive power control it will come unnecessary.

Operator of transmission grid Fingrid Oy has operational performance of power generating facilities specifications (VJV2013) for power plant’s connection with the grid. These instructions are for the grid’s reliability and power quality. With the new control of reactive power it was necessary to be sure that it won’t be against the instructions.

For the new automatic reactive power control several options were found and final result is to use the old pulse regulation, added with a new circuit in the automation system. The circuit’s task is to compare the defined reactive power to the measured net reactive power and adjust the generator’s reactive power to match the defined reactive power.